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2020泰达汽车论坛 | 中汽研李开国:实现油耗目标必须得发展混合动力技术

时间:2020-09-07 12:32:44|来源:|编辑:网络|点击:

9月4日-6日,由中国汽车技术研究中心有限公司、中国汽车工程学会、中国汽车工业协会以及中国汽车报社共同主办的第十六届中国汽车产业发展(泰达)国际论坛隆重召开。9月6日,在以“以五阶段油耗标准为导向的节能策略”为主题的第二会场中,中国汽车工程研究院有限公司董事长、党委书记李开国发表了精彩演讲。

以下内容为现场演讲实录:

各位汽车行业的同行、朋友们大家好!非常高兴今天在这里跟大家一起交流和讨论,基于五阶段油耗法规汽车节能技术发展路径问题。也要感谢组委会,在我们电动汽车和智能网联汽车发展比较好的时候,还安排跟大家一起交流,节能汽车的技术发展路径问题。

今天我想从以下三个方面跟大家一起交流节能技术的问题,第一个方面经过20多年的努力,中国和全球的汽车节能技术发展现状的分析,我们到了一个什么阶段?特别对中国汽车工业而言,有一个长足的进步。

第二个方面,随着新能源积分规则和国内五阶段油耗标准法规出台,这两个标准和法规对我们将来五阶段油耗有哪些导向性的分析。最后一点如何实现面向未来的节能技术发展路径,把我们五阶段的油耗法规落实好,也是我们跟大家一起分享一些思考。

汽车长期处于两个问题的夹击,第一个是能源消耗的问题,第二个是污染问题,排放的问题。大家都知道2019年其实中国的燃油进口量已经突破5亿吨,对外依存度远远超过了警戒线。我们大概是在2019年,我们整个进口的占比达到了72.5%,这个比例是非常高的,远远超过了50%的警戒线。

第二个,我们从全国城市情况来看,196个城市空气质量达到了轻度及以上污染,包括臭氧的问题,评价也经常超标。所以,随着我们蓝天保卫战的推进,我们汽车的排放问题日益提高了我们管理的强度和管理的要求越来越严。

这里面有一个分布图,从全国城市分析来讲,整个空气质量的压力还是非常大的。随着国四阶段的油耗逐步接近,五阶段目标介于欧洲和美国的之间,整体降幅基本一致。从油耗的角度来讲,中国其实我们花了差不多20年的时间,一直在追赶国际上一些标准的要求。

我们过去从八点几升到六点几升,到2020年的五点几升的要求。所以我们到2025年提出了一些新的要求,其实到2025年的时候,中国的汽车油耗标准,其实跟整个欧美日基本接近。同时,随着排放要求的加严,我们国六排放正式出台,特别是国6b的出现,我们的各项指标其实已经号称成为全球最严的排放法规。

 第一点,其实排放和油耗在技术上它两个是翘翘板,既要保证排放,又要保证油耗,在技术上来讲难度是非常大的,需要我们汽车同行要在技术上不断的突破,不断的进步,才能满足我们油耗和排放法规不断进步和不断提升的要求。

随着法规的要求,我们从全球和中国的角度来讲,我们这几年整个汽车节能技术有很多新的技术在不断搭载在我们汽车技术上,让我们整个节能工作有一个很好的发展和提升。比如现在我们可变压缩比技术,超高压直喷技术,还有双轴回收技术,以及压燃等汽车技术不断涌现,有效提升我们整个发动机的能效比。

同时,从全球角度来讲,汽车动力总成和发动机仍然是我们在节能中间有很大的贡献,主要就是我们总成部件。从未来发展来讲,我们整个发动机的热效率还是应该朝一个提高的趋势,日本的国家的SIP计划,基本上就提出了我们发动机的热效率达到50%。所以,从这个角度来讲,我们整个汽车节能技术发展空间还是非常大的,我们努力提升的空间还是有的,但是需要一些相关技术和一些手段的同时搭载,同时聚集,才能完成这样一个目标。到这个目标尽管有很大的空间,这个目标实现还是有很大的难度。

随着电动汽车的发展和混合动力技术进步,混合动力技术的参与,对我们整个节能工作贡献是非常大的。像我们日产的e-POWER技术,基本上可以达到每百公里2.67升的油耗,本田的DCD技术和MMD技术,都可以使我们的百公里油耗达到2.68升和3.2升。当然丰田普锐斯的第四代THS技术,也使我们百公里油耗达到2.56升。从这个角度来讲,从未来的节能技术路线发展来讲,混合动力技术的占比的提高和混合动力技术的不断的发展,对我们整个节能技术的油耗的指标降低,将会带来一个很好的直接作用。

从国内的车企来讲,随着我们整个节能的要求,其实我们国内发动机的效率经历了几个阶段,我们从33.5到36.5。现在国内有几家企业的发动机热效率已经超过了40%,最高的有接近41%。当然,德系和日系在整个增压机方面的热效率不断提高。随着我们油耗法规的出现,所以现在日本一些企业也重新加大或重视自然吸气机发动机的研究。

从SIP的角度来讲,我们发动机的热效率未来将要达到50%,但是已经量产一些发动机里面,其实我们自然吸气的发动机已经达到了41%到45.6%,所以从这个角度来讲,我们发动机的热效率提升的空间还是非常可观的。

另外一个就是电池技术的成熟和发展,大批量的投入使用以后,我们整个锂电池的成本近6、7年以来有了大幅度降低,就是成本从过去的600多块钱一直降到现在基本上可以1瓦时达到几毛钱这样一个水平。随着电池的成本降低,我们48V技术也将会大幅度降低成本,从这个角度来讲,48V的大幅度推广也带来一个成本降低的趋势,为我们用户降低了推广和使用48V的系统一个很好的保障条件。

这里不得不跟大家讨论和讲一下。我们在节能技术方面来讲的话,过去一直强调是车型小型化问题和轻量化问题。但是从我们整个中国,从2015年到2019年发展规律来讲,中国的汽车市场占比来讲,小型化的占比一直在下降,这也是一个不可逆转的趋势。这里有两个方面的原因:

一、我们小型化电动车的占比在提高,所以我们将来小型化的车辆里面,很大一部分会被纯电动车辆替代。

二、中国的消费者比较喜欢大的车辆,所以从这个角度来讲,我们从2015年小车占比是24.9%,接近25%。到2019年的时候,我们其实只有13.8%,从中国市场趋势和中国消费者购买者的心理预期来讲,这个趋势还会保持这样一个趋势,所以从我们节能角度来讲,小车的节能这样一个方向,在中国整个对CAFC值的影响来讲,可能会慢慢减弱。所以我们更要在节能这个环节里面,付出更大的努力,在车型大型化过程中间来推动我们节能技术的进步和发展,这样才能保证我们企业在市场的份额和提升企业的引领能力,这一点企业必须关注和考虑。

我想跟大家交流第二个部分,国内五阶段油耗法规导向研究,五阶段以后从国内的整个节能技术发展来讲,它会有哪些变化?

第一个双积分政策,第二个是五阶段油耗政策,这两个对我们节能技术来讲,都是必须遵循和执行两个法规。

 从双积分角度来讲,目前有三个变化:

1、低油耗车辆积分核算倍数是有优惠。

2、油耗达标的企业延长了新能源积分的结转时间。

3、醇醚类燃料乘用车纳入核算标准。

这三个变化对我们新能源汽车的发展和燃油车的发展,特别是新能源和燃油车协调发展,提出一个政策的导向。所以,我们对低油耗车辆积分核算倍数的优惠,是从2021年到2022年到2023年,分别提出了0.5倍、0.3倍和0.2倍的计算。

而对新能源积分的延长结转,也只给我们企业只给了三年时间,三年以后就基本上不同意结转。

非常欣喜地看到我们在替代能源这个环节里,也纳入了我们整个节能的管理这一点,对中国的新能源替代能源车发展,特别是醇醚类燃料汽车发展会带来一个积极的效应。

第二个,第五阶段的法规变化,其实也有4个特点:

1、新能源核算倍数逐年降低。

2、整备质量由阶梯考察变线性考察。过去我们阶梯性考察的时候,也出现了一些问题。就是由于我们整备质量的阶梯性变化,也给企业在产品推进中间出现一些不严谨的情况。

3、大型车约束加严了。

4、2021到2025年期间测试工况也发生了变化,工况的变化对油耗的限值也会带来变化。

所以,我们这里面做了一个分析,由于我们WLTP循环和NEDC循环的话,两个循环之间一个测试时间,加速时间和工况的不同,对自然吸气发动机和增压发动机来讲,两个油耗的影响是区别比较大。特别对增压发动机的油耗影响来讲的话,平均下来基本上超过14%。对自然吸气发动机来讲的话,影响是一个利好的影响。这一点来讲,从这两个工况比较来讲,会不会导出下边一些对发动机选型的变化,会不会从增压发动机和自然吸气发动机同步发展,这一点可能也值得我们企业特别关注。

从油耗管控角度来讲,我们2025年WLTC油耗目标是4.6升,对NEDC循环来讲的话,也就是4升的目标,对4升目标实现的话,其实完全靠节能技术,特别靠动力节能技术来讲,难度是非常大的。假如说这里面场景一个假设,假如在2025年的时候,传统汽车占乘用车80%销量的话,这个时候如果实现整个油耗指标的话,其实我们整个传统汽车,特别是燃油汽车的油耗应该要达到5.8升百公里,这样一个水平。否则我们的整个企业的综合油耗是达不到目标,这一点来讲对企业在产品发展、产品规划和市场投放这个角度来讲,和新能源汽车来讲需要有一个综合平衡的问题。

到2025年我们要实现这样一个目标,我们必须要大力发展我们的混合动力,我们在这里做了一个保守、中性和乐观三个场景的假设。假如到2025年的时候,混合动力占45%,或者是55%,或者是65%,这种情况下我们的非混合动力的油耗,其实一个是要到6.4升,或者6.3或者6.1升,从这个角度来讲,我们要不断的发展混合动力,提高混合动力在传统车中的占比这个角度,才能使我们企业的油耗的目标实现,更有可能性。

从动力节能和技术节能的角度,如何来分解我们整个传统动力的油耗指标的问题,这里面我们通过节能技术路线图的2.0版,我们国内的专家进行了综合的分析。从2019年到2025年我们整个法规的要求,油耗的平均综合降幅要达到22%,这22%怎么来实现?我们做了一个分解的目标,也是供大家参考。

对传统动力来讲,从发动机、变速器以及低摩擦和低风阻技术,特别要提示的就是随着我们汽车的电动化和智能化的出现,我们汽车的电动附件,汽车的微电机占比会大幅度提高,使我们电子电器的节能问题也显得的特别重要。

我们这里做了一个场景的分解和场景的预判,对发动机来讲,我们应该努力目标至少在现有的基础上再提升10%。对我们变速器来讲,采用多档化和自动档的技术以后,我们变速器应该挖掘出4%的空间。通过低阻轮胎、低风阻和空气动力学的优化,这一点在国内这几年来讲有很好的势头。我们现在好多企业的风阻系数已经达到了0.25或者0.24。从这个层面来讲,从低摩擦和低风阻的角度,我们要解决挖取出4%的能力。当然我们要提高附件电子化、怠速起停和制动能量回收等一些技术来讲的话,特别是要提高我们微电机的效率,从这个方面来讲我们要挖掘5%的能力。这是我们一个分解路径和分解目标一个研判,也是供大家参考。

第六个,基于我们远景来讲的话,2030年、2035年我们从节能技术路线图角度来讲,也提出了一些规划。我们对未来一些场景和车型,包括新能源和混合动力的场景做了一个假设,从这个角度来讲我们怎么来实现我们未来的目标,就是有可能到2030年的时候,我们的混合动力一定要超过80%,这个时候我们的混合动力油耗目标一定要达到4.5升,我们非混合动力一定要控制在5.7升以内。作为未来远期的判断和一个估计来讲,2030年的时候,我们的混合动力的车型应该达到百分之百,这个时候我们混合动力这个油耗一定控制在4升以内,这样我们整个节能技术战略和整个节能技术法规的实现,才能有很好的保证。

从未来整个技术来讲,我们前面讲了很多,我们2025年、2030年和2035年,我们怎么样实现这样一个目标,我们一定要提升我们混合动力的占比,同时要通过技术节能从6.3到5.7到5.3升这样一个过程,一定着眼于继续提高我们发动机的性能和水平,特别是高压缩比和高压直喷与稀薄燃烧技术。提升变速器的传动效率,把我们替代能源汽车的占比有一个合理的规划。一个要解决能源多样化的问题,同时也是解决我们整个节能的问题。通过协同技术的发展,来解决我们电子电器的节能技术和低风阻和低滚动阻力的问题。

混合动力在节能技术方面继续保持一个卓越的贡献,所以我们要不断提高它的专用发动机的水平和专用动力耦合机构,包括高性能电机以及动力电池、电控优化等6个措施来实现从5.3升到混合动力4升这样一个目标。必须达到一个6个技术综合的组合拳,单靠某一个技术很难实现这样一个目标。

从48V来讲,我们在今后相当长一段时间内,特别5到8年时间内,48V对我们节能技术路线还会保持一个贡献,我们继续要提高电池的性能和电机的性能,加上一些电器件的应用,降低我们的系统成本,提高我们48V的推广和利用。

还有一个我们传统技术节能,一定要通过发动机技术、变速箱技术和节能技术,怎么来从我们现在的6.62升通过多技术的组合,多技术的贡献,多总成的贡献实现到5.3升百公里油耗的标准。

对我们发动机技术来讲,40%是基本要求,50%应该是我们奋斗目标。它无论是技术手段也是多元,所以我们通过压缩比的调整,还有一个可变压缩比,包括一些提高压燃比和绝热效率一些提高,通过多技术的组合来提高我们整个发动机的热效率。发动机热效率提高是我们降低油耗节能的第一手段。

第二个,要提高我们的变速箱的多档化和提高变速箱的传动效率,降低整个变速箱附件的损耗。

第三个,电子节能要充分的挖掘,因为我们电动附件越来越多,不提高电机的效率,解决我们控制优化的问题,我们就是能耗不仅不可能降低,还会增高,所以我们在电子电器这个环节里面一定进行优化和组合,把我们整个电子电器的能耗降下来。

低摩擦和低风阻永远是我们要考虑一个问题,因为我们风阻,中国整个自主品牌的风阻过去是比较高,随着低风阻和低摩擦技术的应用,我们整个节能的空间应该还是比较大的,至少可以实现10%到17%的阻力的降低。一个阻力降低直接影响是我们油耗的降低。

替代能源的发展,我们目前只考虑到醇醚燃料跟我们整个节能目标对接,其实下一步我们整个天然气汽车的发展,特别对我们整个碳排放的影响也会带来一个很大的贡献。因为甲烷,天然气也是一个低碳燃料,也是一个我们绿色低碳燃料,对碳排放的降低,肯定带来一个积极的贡献和好处。

所以,跟大家交流的话,可能时间有限,可能有些技术讲的不一定很透。但是,汽车节能第一个空间很大,第二个法规要求会越来越严,所以我们必须要共同努力。从节能角度来讲,路径是多元化,没有一个技术、一个方法、一个总成能解决所有节能的问题,要实现我们五阶段目标,必须结构节能,就是我们混合动力占比的提高,加技术节能。

第二个,我们一定把我们混合动力在自身的节油技术,在现有的基础上,提到更高的水平。当然,我们发动节能技术的核心,是离不开某一个发动机的技术。所以把我们发动机的热效率,把我们发动机低摩擦技术做好,我们发动机的节能自然而然就提高了。

因为时间关系,我们整个节能技术就是交流到这,节能技术永无止境,任重道远。全体汽车同仁们仍需携手共进,共创我们美好的明天。

谢谢各位!中国汽研,伴你同行!

(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)

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